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2014 年度 実績報告書

ブラックホールへのガス降着現象の詳細観測のための近赤外線モニター観測体制の構築

研究課題

研究課題/領域番号 25707012
研究機関宮城教育大学

研究代表者

西山 正吾  宮城教育大学, 教育学部, 准教授 (20377948)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
キーワード赤外線天文学 / ブラックホール / 銀河系 / 銀河中心核
研究実績の概要

本研究の第1目的である、銀河系の巨大ブラックホール Sgr A* のモニター観測は順調に進んでいる。しかし、残念ながら、ガス雲落下とともに予想されていた突発現象はまだ生じていない。そのため、ブラックホール自体の研究に関する論文はまだ執筆できていない。
しかしこれらの観測とデータ解析の現状について、同様のデータを用いたブラックホール周辺研究の成果も合わせて、研究会等で口頭発表を行っている。4月の「活動銀河核ワークショップ」、10月の「ブラックホール地平面勉強会」、11月の長野ブラックホール天文教育研究会、3月の「ブラックホール磁気圏研究会」などでブラックホール Sgr A* の観測に関する発表を行った。また関連研究について4件の招待講演を行っている。
また本研究で得られた観測データをもとにした研究も進んでいる。本研究では Sgr A* およびその周辺領域の近赤外線偏光観測も行っており、ブラックホールだけでなく近傍の星間空間や星の研究が可能である。それらのデータを基に、The Astrophysical Journal Supplementに査読論文を発表した (T. Yoshikawa, S. Nishiyama, et al. 2014, "Young Stellar Object Search toward the Boundary of the Central Molecular Zone with Near-infrared Polarimetry")。研究会の集録としても3つの論文を発表している(S. Nishiyama, et al., Proceedings of IAU, Proceedings of Suzaku-MAXI 2004, Highlights of Astronomy)。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

2013年初頭より続けていたブラックホール Sgr A* の近赤外線モニター観測を、平成26年度も継続して行うことができた。研究代表者自身が観測に行くことはなかったが、現地の観測者の協力により、観測可能時期にまんべんなくモニター観測を行うことができた。頻度にすると3日に1回は観測できていることになる。現地の晴天率50-70%を考慮すると、十分な頻度でモニター観測を実行できたと言える。
また平成26年度より、宮城教育大学の学生を研究協力者として加え、研究を進めている。2013年から始まった観測のデータ量は膨大であるが、学生と協力することにより、徐々に解析が進みつつある。よりリアルタイムでの突発現象の発見と、モニター観測によるSgr A*の明るさの上限値の詳細測定を目標にデータ解析を進めている。
大望遠鏡による観測時間も引き続き確保してきた。2014年は上半期、下半期ともに8m望遠鏡すばるの観測時間を確保し、突発的な現象が起きた時には観測できるような準備を整えている。また2014年上半期は8m望遠鏡Geminiの観測時間も確保していた。
他波長のグループとの連携も引き続き行っている。日本の電波望遠鏡を用いたモニター観測を行っているグループとは常に情報を共有し、突発的な現象に対応できるようにしている。
ただ、残念ながら、観測したいと考えて来た突発現象は未だ発見されていない。他の波長(X線、電波)による観測でも同様の結果が得られている。そのため、突発現象の詳細観測が、研究期限内に行われるかどうかはまだ分からない。ただ、申請書にも記述したように、予想された突発現象が起きなかった時のための研究も進めている。東北大学の研究者と共同で、測定データを基にした変光天体の探査を進めている。この研究を進めることで、本来の目的が達成されなかったとしても、重要な科学的成果を挙げることは可能である。

今後の研究の推進方策

平成27年度も引き続き、ブラックホール Sgr A* の近赤外線モニター観測を継続する。ガス雲はすでに、ブラックホールの最近点を通り過ぎているはずである。しかしそこからブラックホールの事象の地平面付近まで、物質が落下するためにどれくらいの時間がかかるのか、予想は難しい。数日で落ち込むという予想もあれば、数年かかるという予想もあった。現在、数日という予想は否定されているが、数年単位の時間をかけて落ち込むのであれば、27年度以降、それに関連した突発現象が起きる可能性がある。そのような現象を研究するため、モニター観測を継続する。
モニター観測の頻度を上げるために、東北大学および宮城教育大学の学生を研究協力者として、観測を行う。27年度は4月と6月-9月にかけて観測者を南アフリカ天文台に滞在させ、観測を行う。研究代表者自身も南アフリカにおもむき、観測を行う。
27年度も大望遠鏡の観測時間を確保するように申請を行う。突発現象が生じた時、大望遠鏡による詳細な観測は欠かせない。27年度はすでに7月まで、すばる望遠鏡による観測時間を確保している。また他波長の観測者との連携も継続する。特に電波観測を行う研究者との連携はここ数年安定して続いている。情報共有を続けつつ、突発的な現象に対応できるような状況を維持していく。

次年度使用額が生じた理由

2014年はブラックホールによる突発現象が期待されていた時期であり、そのような現象が起きた時点で各地へ出張し、観測を行う予定であった。しかし予想とは異なり、突発現象はまだ起きていない。そのため旅費の支出が予定よりも少なくなった。

次年度使用額の使用計画

突発現象は2015年に起きる可能性があるため、前年度に使用しなかった旅費はその時に使用する。また宮城教育大学および東北大学の学生を新たな研究協力者とし、より高頻度のモニター観測を実施する。そのための旅費として、前年度使用できなかった研究費を用いる。

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 8件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 4件)

  • [雑誌論文] SUBARU and e-Merlin observations of NGC3718. Diaries of an SMBH recoil?2015

    • 著者名/発表者名
      K. Markakis, J. Dierkes, A. Eckart, S. Nishiyama, S. Britzen, M. Garcia-Marin, M. Horrobin, T. Muxlow, J. A. Zensus
    • 雑誌名

      Astronomy and Astrophysics

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Near-infrared Polarimetry and Interstellar Magnetic Fields in the Galactic Center2015

    • 著者名/発表者名
      S. Nishiyama, H. Hatano, T. Nagata, M. Tamura
    • 雑誌名

      Highlights of Astronomy

      巻: 16 ページ: 387~387

    • DOI

      10.1017/S1743921314011569

  • [雑誌論文] Kinematics of Classical Cepheids in the Nuclear Stellar Disk2015

    • 著者名/発表者名
      N. Matsunaga, K. Fukue, R. Yamamoto, N. Kobayashi, L. Inno, K. Genovali, G. Bono, J. Baba, M. S. Fujii, S. Kondo, Y. Ikeda, S. Hamano, S. Nishiyama, T. Nagata, W. Aoki, T. Tsujimoto
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 799 ページ: id. 46

    • DOI

      10.1088/0004-637X/799/1/46

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Near-IR Imaging Polarimetry toward a Bright-rimmed Cloud: Magnetic Field in SFO 742015

    • 著者名/発表者名
      T. Kusune, K. Sugitani, J. Miao, M. Tamura, Y. Sato, J. Kwon, M. Watanabe, S. Nishiyama, T. Nagayama, S. Sato
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal, Volume 798, Issue 1, article id. 60, 16 pp. (2015

      巻: 798 ページ: id. 60

    • DOI

      10.1088/0004-637X/798/1/60

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Large scale kinematics and dynamical modelling of the Milky Way nuclear star cluster2014

    • 著者名/発表者名
      A. Feldmeier, N. Neumayer, A. Seth, R. Schodel, N. Lutzgendorf, P. T. de Zeeuw, M. Kissler-Patig, S. Nishiyama, C. J. Walcher
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 570 ページ: id. A2

    • DOI

      10.1051/0004-6361/201423777

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Origin of the Galactic Center Diffuse X-ray Emission Investigated by Near-infrared Observations2014

    • 著者名/発表者名
      S.Nishiyama, K. Yasui, T. Nagata, T. Yoshikawa, H. Uchiyama, M. Tamura
    • 雑誌名

      Suzaku-MAXI 2014: Expanding the Frontiers of the X-ray Universe, proceedings of a conference held 19-22 February, 2014 at Ehime University

      巻: 1 ページ: 8~11

  • [雑誌論文] Young Stellar Object Search toward the Boundary of the Central Molecular Zone with Near-infrared Polarimetry2014

    • 著者名/発表者名
      T. Yoshikawa, S. Nishiyama, M. Tamura, J. Kwon, T. Nagata
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Supplement

      巻: 213 ページ: id. 22

    • DOI

      10.1088/0067-0049/213/2/22

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Multi-band, Multi-epoch Observations of the Transiting Warm Jupiter WASP-80b2014

    • 著者名/発表者名
      A. Fukui, Y. Kawashima, M. Ikoma, N. Narita, M. Onitsuka, Y. Ita, H. Onozato, S. Nishiyama, , H. Baba, T. Ryu, T. Hirano, Y. Hori, K. Kurosaki, K. Kawauchi, Y. Takahashi, T. Nagayama, T. Tamura, N. Kawai, D. Kuroda, S. Nagayama, et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 790 ページ: id. 108

    • DOI

      10.1088/0004-637X/790/2/108

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Infrared Doppler instrument (IRD) for the Subaru telescope to search for Earth-like planets around nearby M-dwarfs2014

    • 著者名/発表者名
      T. Kotani, M. Tamura, H. Suto, J. Nishikawa, B. Sato, W. Aoki, T. Usuda, T. Kurokawa, K. Kashiwagi, S. Nishiyama, Y. Ikeda, D. B. Hall, K. W. Hodapp, J. Hashimoto, J. Morino, Y. Okuyama, Y. Tanaka, S. Suzuki, S. Inoue, J. Kwon, et al.
    • 雑誌名

      Proceedings of the SPIE

      巻: 9147 ページ: id. 914714

    • DOI

      10.1117/12.2055075

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Surface Brightness Profile of the Milky Way's Nuclear Star Cluster2014

    • 著者名/発表者名
      R. Schodel, A. Feldmeier, D. Kunneriath, S. Stolovy, N. Neumayer, P. Amaro-Seoane, S. Nishiyama
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 566 ページ: id. A47

    • DOI

      10.1051/0004-6361/201423481

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The origin of the Galactic center diffuse X-ray emission investigated by near-infrared imaging and polarimetric observations2014

    • 著者名/発表者名
      S. Nishiyama, K. Yasui, T. Nagata, T. Yoshikawa, H. Uchiyama, M. Tamura
    • 雑誌名

      Proceedings of the International Astronomical Union

      巻: 303 ページ: 449~453

    • DOI

      10.1017/S1743921314001112

  • [雑誌論文] The Milky Way nuclear star cluster beyond 1 pc2014

    • 著者名/発表者名
      A. Feldmeier, N. Neumayer, A. Seth, P. T. de Zeeuw, R. Schodel, N. Lutzgendorf, M. Kissler-Patig, S. Nishiyama, C. J. Walcher
    • 雑誌名

      Proceedings of the International Astronomical Union

      巻: 303 ページ: 223~227

    • DOI

      10.1017/S1743921314000611

  • [学会発表] 近赤外線観測で探る銀河系中心領域の拡散X線放射の起源2015

    • 著者名/発表者名
      西山正吾、長友竣、安井一樹、長田哲也、義川達人、田村元秀、内山秀樹
    • 学会等名
      天の川銀河研究会 2015
    • 発表場所
      東京大学(東京都文京区)
    • 年月日
      2015-03-23 – 2015-03-24
  • [学会発表] 近赤外線による銀河系中心ブラックホール近傍の観測2015

    • 著者名/発表者名
      西山正吾
    • 学会等名
      第8回ブラックホール磁気圏研究会
    • 発表場所
      広島大学(広島県東広島市)
    • 年月日
      2015-03-02 – 2015-03-04
    • 招待講演
  • [学会発表] 銀河中心の赤外線観測、Sgr A*周りの恒星、ガス雲G2の運動2014

    • 著者名/発表者名
      西山正吾
    • 学会等名
      長野ブラックホール天文教育研究会
    • 発表場所
      二澤旅館(長野県長野市)
    • 年月日
      2014-11-15 – 2014-11-16
  • [学会発表] 星の偏光観測による銀河系磁場構造の測定2014

    • 著者名/発表者名
      西山正吾
    • 学会等名
      「宇宙磁場」2014
    • 発表場所
      国立天文台(東京都三鷹市)
    • 年月日
      2014-11-13 – 2014-11-14
    • 招待講演
  • [学会発表] 超大質量ブラックホールSgr A*のスピン測定を目指して2014

    • 著者名/発表者名
      西山正吾、田村元秀、濱野哲史、義川達人、長田哲也、高橋真聡、斉田浩見、孝森洋介
    • 学会等名
      「超巨大ブラックホール研究推進連絡会」第2回ワークショップ
    • 発表場所
      筑波大学(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2014-11-03 – 2014-11-04
  • [学会発表] SMBHを周回する星の視線速度モニター計画2014

    • 著者名/発表者名
      西山正吾、田村元秀、濱野哲史、義川達人、長田哲也、高橋真聡、斉田浩見、孝森洋介
    • 学会等名
      第24回ブラックホール地平面勉強会」研究会
    • 発表場所
      湯田温泉ビジネスホテル喜良久(山口県山口市)
    • 年月日
      2014-10-04 – 2014-10-05
  • [学会発表] 銀河系の中心で起きる不思議な現象2014

    • 著者名/発表者名
      西山正吾
    • 学会等名
      日本物理教育学会東北支部総会
    • 発表場所
      宮城教育大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2014-06-28 – 2014-06-28
    • 招待講演
  • [学会発表] 銀河系中心だからこそできるブラックホール近傍のサイエンス2014

    • 著者名/発表者名
      西山正吾
    • 学会等名
      「活動銀河核ワークショップ ~2020年代への展望~」
    • 発表場所
      国立天文台(東京都三鷹市)
    • 年月日
      2014-04-23 – 2014-04-24
    • 招待講演

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公開日: 2016-06-01  

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